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文档简介

1、无机化学工艺流程主/备用:审批人:1、无机化学工艺设计思路:2.无机化学工艺流程问题的一般解决步骤:第一步:浏览整个问题,确定过程的目的,哪些原材料得到哪些产品,并比较原材料和产品;第二步:仔细阅读部分,定义反应原理,确定每一步的反应物和产物(结合正反推法),并试着理解流程图,但没有必要推出每一种物质。第三步:根据问题重新阅读图纸,明确要求将基础理论与实际问题相结合,科学表达和规范写作。3.无机化学工艺流程中涉及的问题:(1)原料预处理溶解:金属及其氧化物通常被酸溶解,如硫酸、盐酸、硝酸等。有时用碱(如铝和氧化铝等。)。(用酸或碱溶解盐主要是为了抑制盐的水解)沥滤:用水(或酸)溶解固体以获得离

2、子;浸出率:固体溶解后溶液中离子的含量;研磨:增加反应物的接触面积,加快反应速度或使反应更完全。燃烧和煅烧:高温分解物质或高温氧化物质。控制反应条件的方法酸碱度控制:调节溶液的酸碱度,使一些金属离子形成氢氧化物沉淀。加热的目的:加快反应速度或促进化学平衡的运动。冷却的目的:防止物质在高温下分解,或将天平向要求的方向移动。(4)趁热过滤:防止冷却时物质沉淀。冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,减少洗涤过程中晶体的溶解损失。用有机溶剂(乙醇、乙醚等)洗涤。):洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度,使晶体快速干燥。结晶过程的一般操作:蒸发浓缩冷却结晶过滤洗涤干燥。例1。聚硅酸硫酸铁(PFSS)是一种新

3、型无机高分子混凝剂,广泛应用于水质净化。PFSS的化学成分可表示为:Fe2 (oh) n (SO4) 3-n/2(二氧化硅)x m。钢渣合成PFSS的主要工艺流程如下:(1)酸浸,采用100140和23h,其目的是。氧化过程中,溶液应冷却至40以下,其目的是。去除Al3后,调节酸碱度至(见右表)得到铁(羟基)3沉淀。过滤除去滤液,用硫酸溶解氢氧化铁,得到硫酸铁溶液。开始沉淀酸碱度沉淀的完全酸碱度Al33.54.7Fe31.93.2通过去除二氧化硅渣中的杂质,与35%的氢氧化钠溶液反应,可以制得Na2SiO3溶液,该反应的离子方程式为:5在水解聚合过程中,强搅拌的目的是:检查透明橙红色液体中分散

4、体直径的简单方法是1 100纳米。实施例2:硫酸钾、过硫酸铵和氧化铁红颜料由氯化钾和硫酸亚铁生产,硫酸亚铁是二氧化钛工厂的副产品。原料综合利用率高。主要过程如下:(1)在反应1之前,应加入硫酸亚铁溶液(用字母填充)以从溶液中除去Fe3+。锌粉b,铁屑c,碘化钾溶液d和H2反应一需要将反应温度控制在35以下,其目的是。(3)在工业生产中,反应过程中经常加入一定量的醇类溶剂,其目的是:(4)反应常用电解法生产(NH4)2S2O8(过硫酸铵)。惰性电极和阳极用于电解电极反应可以表示为:例3:硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸、染料等行业。硫化钠主要由无水硫酸钠(Na2SO4)-碳粉还原法生产,其流程图

5、如下:(1)在上述过程中的“碱浸”之后,物质a必须在“煅烧”之前进行处理(填写操作名称);如果煅烧得到的气体是等量的一氧化碳和二氧化碳,煅烧过程中的总化学反应方程式如下。在上述过程中使用稀碱液比热水更好,因为。将硫化钠晶体(含少量氢氧化钠)加入硫酸铜溶液中,充分搅拌。如果反应后测得的溶液的酸碱度为4,那么c (S2-)=。(众所周知,常温下硫化铜和硫化铜的相对分子质量分别为8.810-36和2.210-20)(4) (1)制革废水中的汞通常通过硫化钠去除,汞的去除率与溶液的酸碱度和X有关(X代表硫化钠实际用量与理论用量的比值) (如右下图所示)。为了达到最佳的除汞效果,需要控制的条件有。毛纺厂

6、废水含0.001 mol-1硫化钠,与纸张漂白后的废水(含0.002 mol-1氯化钠)按体积比1,333,602混合,可同时处理两种废水。处理后废水中的主要阴离子有:例4:以硫酸法尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵和KCl为原料,可以合成硫化钙、硫酸钾、亚硫酸氢铵等具有重要应用价值的物质。合成路线如下:(1)在生产中,经常需要在反应的溶液中加入适量的氢醌和其它物质,其目的是。(2)下列陈述是正确的。A.需要在反应中吹入足够的空气,以确保二氧化硫被完全氧化生成硫酸钙B.反应iii中的化学反应方程式是硫酸钙4Co 4CoC.反应应控制在60 70,其中之一是减少碳酸氢铵的分解D.反应的副产物氯化

7、铵可用作氮肥(3)反应采用40%乙二醇溶液,温度控制在25,硫酸钾收率超过90%。(4) (NH4) 2SO3可用于电厂等的烟气脱硝。将氮氧化物转化成N2,并尝试写出二氧化氮和硫铵酸反应的化学方程式。无机化学工艺操作一1.锌(含有氧化锌、氧化亚铁、氧化亚铁、氧化铜、氧化铝等杂质。锌冶炼废渣在工业上经常被回收并用于生产锌(NO3)26H2O晶体。工艺流程如下:下表显示了氢氧化物开始沉淀并完全沉淀的酸碱度:氢氧化物氢氧化铝铁(羟基)3铁(羟基)2铜(羟基)2锌(羟基)2沉淀开始的酸碱度3.31.56.54.25.4沉淀完成时的酸碱度5.23.79.76.78.0(1)在“酸浸”步骤中,为了提高锌的

8、浸出率,除了引入空气进行“搅拌”之外,还可以采取以下措施:上述工艺过程涉及到很多地方的“过滤”,实验室过滤操作所需的玻璃仪器如下。在“除杂一”步骤中,需要加入适量的H2O2溶液,H2O2与Fe2反应的离子方程式为。为了使铁(羟基)3和铝(羟基)3完全沉淀,但锌(羟基)2不沉淀,溶液的酸碱度范围应控制如下。检查Fe3是否完全沉淀的实验操作如下。(4)添加锌粉的作用是。“a行动”的名字是。2.在酸性条件下,锡以两种主要形式存在于水溶液中:Sn2和Sn4。硫酸亚锡是一种重要的硫酸盐,广泛应用于镀锡行业。其制备路线如下:(1)用盐酸代替水直接溶解氯化亚锡的原因是加入锡粉的效果不好。反应一生成的沉淀物为

9、二氧化锡,该反应的化学方程式为:检查沉淀物是否已冲洗干净的方法:硫酸在反应中的作用之一是控制溶液的pH值。如果溶液中c (sn2)=1.0mol-1,应控制溶液的酸碱度。已知KspSn(OH)2=1.01026。在酸性条件下,硫酸还可以用作过氧化氢的去除剂,并试着写出反应的离子方程式:3.氯化钴是一种饲料营养强化剂。一种从水钴矿(主要由Co2O3和Co(OH)3组成,并含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制备氯化钴的工艺方法。)如下:众所周知:渗滤液中的阳离子主要包括氢、二氧化碳、二价铁、二价锰、三价铝等。当一些阳离子以氢氧化物形式沉淀时,溶液的酸碱度见下表:沉淀物铁(羟基)3铁(羟基)

10、2一氧化碳(氢)2氢氧化铝锰(羟基)2开始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8(1)写出浸出过程中Co2O3反应的离子方程式。氯化钠的作用是。(3)加入Na2CO3调节pH至5.2,得到沉淀。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与酸碱度的关系如下。萃取剂的作用是:其使用的适宜的酸碱度范围是。甲2.02.5乙3.03.5丙4.04.5为了测定粗品中氯化钴的含量,称取一定质量的粗品,溶于水中,加入足够量的硝酸银溶液,过滤洗涤,干燥后称取沉淀物。通过计算发现,粗产品中氯化钴的质量分数大于100%,这可能是由于。(只回答一个)4.高铁酸钾是一种高效多功能的水处理剂。工业上经常使用氯化钠氧化法。其原理是:3n acl02fe(NO3)310 noh=2na2feo 43n acl6 nano 35h2oNa2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH主要生产工艺如下:(1)写出反应的离子方程式(1)。流程图中的“转化”是在一定的低温下进行的,表示在该温度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)(填写“”或“”或“=”)。反应温度、原料浓度和配比对高铁酸钾的产率有影响。图1显示了在不同温度下不同质量浓度的铁(NO3)3对K2FeO4生产率的影响。图2显示了当Fe(NO3)3质量浓度在

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